Java 大厂实习面试核心考点：数据库、中间件与基础原理

-- 为查询条件字段建索引
CREATE INDEX idx_user_age ON users(age);
-- 为 JOIN 关联字段建索引
CREATE INDEX idx_orders_user_id ON orders(user_id);
-- 为排序字段建索引
CREATE INDEX idx_articles_create_time ON articles(create_time);

Nacos 注册中心底层实现

Nacos 的核心围绕服务注册、服务发现和健康检查三大功能展开。

• 服务注册：提供者启动时向 Server 发送请求，携带元数据（IP、端口、权重等），Server 将其存储在内存注册表中。
• 服务发现：消费者启动时主动拉取实例列表并缓存。变更时，Server 主动推送通知给消费者，减少轮询开销。
• 健康检查：Server 定期向实例发送检查请求，或实例定期发送心跳包。若连续失败，标记为不健康并从可用列表中移除。

RocketMQ 持久化机制

RocketMQ 依靠交换器、队列和消息三层的持久化配置来保证数据不丢失。

WebSocket 协议介绍

WebSocket 是一种在客户端和服务器之间建立持久双向通信连接的协议，适用于需要实时数据交换的场景。

• 持久连接：建立后保持长期通信状态，无需频繁创建关闭连接。
• 双向通信：服务器可主动向客户端推送数据，打破 HTTP 单向限制。
• 低开销：数据传输时无需携带大量 HTTP 头部信息。

HTTP 长连接与短连接

核心区别在于一次 TCP 连接是否可以被多次 HTTP 请求复用。

• HTTP/1.0：默认短连接。
• HTTP/1.1：默认长连接。

通过查看响应头中的 Connection 字段判断。设置长连接即修改该响应头字段。

HashMap 实现原理

HashMap 底层由数组 + 链表 + 红黑树组成。

1. 哈希计算：对键的 hashcode 进行高低位异或，混合信息以减少冲突。桶索引计算采用 hash & (length - 1)，要求数组长度为 2 的幂次方。
2. 冲突处理：插入时若桶非空，链表长度≥8 则转为红黑树；查询时根据结构选择遍历或树查找。
3. 扩容机制：元素总数超过阈值（capacity * loadFactor，默认 0.75）时扩容为 2 倍。JDK 1.8 优化了迁移逻辑，避免死循环。

HashMap 树化与退化阈值

当红黑树节点数≤6 时，退化为链表。阈值设置不对称（8→树，6→链）是为了防止临界值波动导致频繁转换，减少性能开销。

MySQL 与 Redis 一致性保障

最终一致方案

读取时先查 Redis，无则查 MySQL 并写入 Redis。更新时先更新 MySQL，再删除 Redis 缓存。删除而非更新缓存可避免原子性问题。

强一致方案

使用分布式锁 + 事务。获取锁后开启事务更新 MySQL，提交后更新/删除 Redis，最后释放锁。

数据库隔离级别

• 读未提交：一致性最低，可能脏读。
• 读已提交：避免脏读。
• 可重复读：同一事务内多次读取结果一致，MySQL 默认级别。
• 串行化：完全串行，避免所有并发问题。

补充概念：脏读、不可重复读、幻读。

缓存异常场景解决

• 缓存穿透：请求不存在 Key。解决方案：布隆过滤器预检，或存储空值到 Redis。
• 缓存雪崩：大量 Key 同时过期。解决方案：设置随机过期时间。
• 缓存击穿：热点 Key 失效。解决方案：热点 Key 永不过期或加锁重建。

Redis 高并发库存处理

当 Redis 扛不住大量请求时：

1. 集群部署：分片 + 读写分离。
2. 限流：前端、网关或 MQ 控制流量。
3. 熔断降级：监控响应时间，超时返回旧值或暂存队列异步同步。

sleep 与 wait 区别

RabbitMQ 消息可靠性

1. 生产者确认：开启 Confirm 模式。
2. 持久化：交换机、队列、消息均持久化。
3. 消费确认：关闭自动确认，手动 ACK，配置重试与死信队列。

死信队列应用：用于消息重试、丢弃或日志收集。

算法题：合并 K 个升序链表

暴力法复杂度较高，推荐使用优先级队列（小根堆）优化。

Redis 主从复制原理

主节点接收写请求并同步数据，从节点负责读分流。

1. 建立连接：从节点验证主节点网络连通性。
2. 全量同步：首次同步时发送全部数据集。
3. 命令持续复制：后续修改命令持续发送给从节点执行。

Redis 数据结构与应用

• String：缓存、分布式锁、计数器。
• Hash：存储对象、购物车。
• List：消息队列。
• Set：去重、共同好友。
• ZSet：排行榜、延迟任务。

SQL 索引失效场景

加了索引仍慢的原因：

1. 索引列参与函数/运算：如 WHERE YEAR(date) = 2023。
2. 模糊查询左通配符：LIKE '%abc'。
3. 类型隐式转换：字符串字段未加引号。
4. 选择性差：索引列重复值过多。

RabbitMQ 顺序消息

全局顺序难保障，通常使用局部顺序。

• 单队列单消费者：原生 FIFO 特性。
• 分区消费：按 ID 分组路由到不同队列，每个队列配专属消费者，提升吞吐量同时保证局部有序。

Linux 常用命令

查看日志

grep "error" app.log
tail -f app.log | grep "ERROR"
docker logs -f myapp
docker logs -n 100 myapp

查找端口占用

netstat -tuln | grep 3306

Java 异常体系

• Checked Exception：IOException, SQLException 等，编译期强制处理。
• RuntimeException：NullPointerException, IndexOutOfBoundsException 等，运行时抛出。

数据库操作异常

包括语法错误、连接失败、约束违反、数据类型不匹配等。

Redis DECR 操作

DECR 命令原子性地减 1，键不存在则初始化为 0。常用于计数器递减或库存扣减。

HTTPS 工作原理

HTTPS 是在 HTTP 基础上引入加密层。

1. 握手：客户端发起请求，服务器返回证书（含公钥）。
2. 验证：客户端验证证书有效性及 CA 信任链。
3. 密钥协商：生成随机对称密钥，用服务器公钥加密后发送。
4. 加密通信：双方使用对称密钥加密后续数据。